5G总体白皮书2.0 中文版 v1

摘要

5G致力于应对2020后多样化差异化业务的巨大挑战，满足超高速率、超低时延、高速移动、高能效和超高流量与连接数密度等多维能力指标。FuTURE论坛5G 特别兴趣组（SIG）围绕着“柔性、绿色、极速”的5G愿景，以“5+2”技术理念，重新思考5G网络的设计原则：

1)香农理论再思考（Rethink Shannon）：为无线通信系统开启绿色之旅

2)蜂窝再思考（Rethink Ring & Young）：蜂窝不再（no more cell）

3)信令控制再思考（Rethink signaling & control）：让网络更智能

4)天线再思考（Rethink antennas）：通过SmarTIle让基站隐形

5)频谱空口再思考（Rethink spectrum & air interface）：让无线信号“量体裁衣”，以及

6)前传再思考（Rethinking fronthaul）：通过下一代前传接口（NGFI）实现柔性无线接入网（RAN）

7)协议栈再思考（Rethinking the protocol stack）：实现差异化接入点灵活配置以及BBU和远端无

线系统功能优化

围绕上述理念，FuTURE论坛5G SIG 在5G网络架构、RAN和空口研发方面的取得了显著进展，本白皮书对相关成果做出总结，特别介绍了用户中心网络（UCN）和软件定义空口（SDAI）两个核心概念。UCN架构有如下四个特征：

•RAN重构：为充分利用多样化的接入技术组合、提升组网效率，传统的蜂窝边界将允许动态重构调整、传统的协议栈以及基带功能将被切分并以最优的方式分布在重构的RAN网络节点和相关子系统上；

•边缘提升：以支持超低的端到终端延迟（低至1ms），高效的数据分流、分发、本地移动性、各种边缘业务（包括RAN上下文开放使能的跨层优化），以及移动边缘云；

•CN-RAN再划分：以支持融合多制式技术、低的端到端延迟（不超过10ms），并充分利用控制转发分离（SDN）和软硬件解耦（NFV）的优点；

•网络切片即服务：支持通过SDN/ NFV实现多个垂直子平台，并能够通过一种更强大的水平平台实现多个垂直子平台的融合；对于有效地满足“互联网+”的挑战和机遇，具有重要意义。

SDN, NFV, C-RAN, NGFI, UDN, Multi-RAT/RIT, D2D和灵活网络切片是UCN核心技术。大数据分析也是UCN动态特性不可缺少的部分。

与以前的空口制式不同，SDAI不是单一的基于参数化AMC的空口，也不是针对不同用户场景而独立设计的多个空口的简单合集。相反，SDAI通过物理层不同功能模块的可配组合来满足多样化需求。这些功能模块包括帧结构、双工模式、波形、多址方案、调制编码和多天线空域处理方案以及频谱策略等。SDAI 通过优化的定制能力满足增强移动宽带（eMBB）、低功耗大连接（mMTC）和低时延高可靠（uMTC）三类典型场景需求，具备如下两个鲜明特性：

1)敏捷：SDAI通过可编程可配置功能，实现空口技术灵活构造及针对用户和业务模式的参数裁剪能力。

2)高效：SDAI尽力构建统一的构架，最大化共性功能，最小化满足定制需求的特殊能力，支持不同场

景和接入技术，同时在保持最小化特殊功能情况下，提供特殊定制化服务。

统一自适应帧结构、灵活双工、灵活多址、灵活波形、大规模天线、新型调制编码以及灵活频谱使用目前被认为是SDAI的关键使能技术，而协议栈重构对SDAI同样不可缺少。

5G将与4G演进技术以及其他无线接入技术（包括WALN演进）在长时期内紧密共存。4G在6GHz 频段以下的增强可以满足5G部分场景需求，而5G工作频段包括高频与低频，满足所有场景需求。在频谱策略方面，低频段重点仍是覆盖与移动性增强，2.6GHz，3.5GHz和其他6GHz以下频段可针对容量需求设计。同时，6GHz以上频段可用来支持更高带宽业务。安全技术和智能终端技术对5G而言同样重要。

本白皮书（版本v2.0）将与7个专题技术白皮书（版本v2.0a 到v2.0g）共同发布，这7个专题白皮书分别是《大规模天线技术》、《双工技术》、《高频段通信技术》、《新型多址技术》、《超密集网络技术》、《5G物理层安全技术》和《5G测试测量技术》。

3GPP已经启动了5G标准化工作并计划在2019年左右结束。本白皮书以及7个相关专题技术白皮书将为5G设计提供参考，并推动5G标准化。我们期待着“柔性、绿色、极速”的5G网络在2020部署，带来“万物互联”的新时代。

目录

摘要 (1)

1.引言 (5)

2.5G总体目标与框架 (5)

2.15G总体需求 (5)

2.2设计框架 (8)

2.3频谱策略 (9)

2.4测试需求 (11)

3.用户中心网络UCN (12)

3.1UCN总体目标 (12)

3.1.1.端到端总体架构与目标 (12)

3.1.2.无线接入网总体目标 (13)

3.2无线接入网框架 (14)

3.2.1.无线接入网重构 (15)

3.2.2.增强边缘 (16)

3.2.3.核心网与接入网重分 (17)

3.2.4.网络切片即服务 (18)

3.3关键使能技术 (18)

3.3.1.UDN (18)

3.3.2.C-RAN/NGFI (20)

3.3.3.SDN/NFV (21)

3.3.4.灵活的网络切片 (24)

3.3.5.网络能力开放 (27)

3.3.6.多连接与多空口 (29)

3.3.7.D2D (31)

3.3.8.动态网络 (33)

4.软件定义空口SDAI (36)

4.1SDAI总体目标 (36)

4.2SDAI总体框架 (36)

4.3关键使能技术 (38)

4.3.1.统一自适应帧结构 (38)

4.3.2.灵活双工 (40)

4.3.3.灵活多址 (41)

4.3.4.灵活波形 (43)

4.3.5.大规模多天线 (44)

4.3.6.新型调制编码 (46)

4.3.7.灵活频谱使用 (47)

5.5G安全技术 (48)

5.15G安全架构 (48)